Таймеры и генераторы, управляемые напряжением

Микросхемы, специально предназначенные для формирования одного импульса или серии импульсов, наряду с более ранними названиями из отечественной литературы «одновибратор» и «мультивибратор» соответственно, в последнее время чаще называют таймерами. Аналоговые таймеры формируют импульсы, длительность и (или) частота следования которых изменяются непрерывно в зависимости от значений параметров внешних пассивных элементов (сопротивление резистора и (или) емкость конденсатора) и (или) входного напряжения. Цифровые таймеры формируют импульсы, длительность и (или) частота следования которых наряду с указанными параметрами могут также регулироваться в зависимости от управляющего кода. В последнем случае плавной регулировки длительности или частоты может не предусматриваться. Например, длительность формируемого импульса может быть равной заданному числу периодов тактового генератора. Такой таймер можно реализовать на счетчике.

Аналоговый таймер КР1006ВИ1 предназначен для формирования импульсов напряжения длительностью т = 1,1 ЯС от нескольких микросекунд до десятков минут, где Я и С — значение внешних резистора и конденсатора. Область применения такого таймера достаточно широка: это датчики времени, генераторы импульсов, широтно-импульсные модуляторы, фазовые модуляторы, преобразователи напряжения, ключевые схемы, преобразователи сигналов, исполнительные устройства автоматики. Таймер КР1006ВИ1 может формировать прямоугольные импульсы заданной последовательности или один импульс заданной длительности от каждого запускающего импульса (ждущий мультивибратор). Этот таймер отличается высоким входным сопротивлением и низким выходным. Это позволяет обеспечивать большие постоянные времени времязадающей цепи и развивать на нагрузке достаточно большие токи (до 100 мА) при напряжении от 5 до 16 В.

Генератор, управляемый напряжением (ГУН), можно также реализовать применением специализированных микросхем высокочастотной К531ГГ1, низкочастотной К1561ГГ1, К564ГГ1, универсальной (с гармоническим выходом) МАХ038 и т. д. [6] или на обычных инверторах цифровых серий. Из всех проверенных нами управляемых генераторов наиболее стабильным при комнатной температуре и в диапазоне стандартных отклонений напряжения питания оказался ГУН на К555АГЗ в стандартной схеме включения (ТТЛШ). Схемы на КМОП, ТТЛ и ЭСЛ-логикс и микросхема КР1008ПП1 имеют худшую стабильность.

Упрощенная схема преобразователя на микросхеме КР1008ПП1 показана на рис. 4.42 [23].

Рис. 4.42. Упрощенная схема преобразователя напряжение-частота [23].

Данный преобразователь работает следующим образом. Под действием положительного входного сигнала 1/_вх напряжение на выходе интегратора уменьшается. При этом ключ разомкнут. Когда напряжение на выходе интегратора уменьшится до нуля, компаратор переключается, запуская одновибратор, который формирует импульс стабильной длительности, управляющий ключом. Последовательность этих импульсов является выходным сигналом преобразователя. Ключ замыкается, и ток источника в течение длительности сформированного импульса поступает на вход интегратора, вызывая увеличение выходного напряжения интегратора. Далее описанный процесс снова повторяется.